JP6271633B2 - Fouling prevention spark plug and manufacturing method - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている、２０１０年１２月６日に出願した米国仮特許出願第６１／４２０，０７２号の利益を主張するものである。 This application claims the benefit of US Provisional Patent Application No. 61 / 420,072, filed Dec. 6, 2010, which is incorporated herein by reference in its entirety. is there.

[0001]一般的に、点火プラグは、中心軸方向穴を有する絶縁体スリーブを含み、その穴の中を中心電極が挿通して延びている。絶縁体スリーブは金属シェルの内部に配置されかつ固着されており、金属シェルは内燃機関への取付台部および境界部としての役割を果たす。金属シェルはまた接地電極を支持し、その接地電極は、火花放電ギャップを形成するように、中心電極に対して空間をあけて配置されている。絶縁体スリーブは、金属シェルの凹状端部内に存在する、成形された先端部を含む。この成形された先端部は、電極をエンジンの熱および燃焼生成物から保護するよう構成されている。点火プラグは、典型的にはエンジンのシリンダヘッドに取り付けられ、選択的に活性化されて、関連するエンジンのシリンダ内の混合気に点火する。   [0001] Generally, a spark plug includes an insulator sleeve having a central axial hole, through which a central electrode extends. The insulator sleeve is disposed and fixed inside the metal shell, and the metal shell serves as a mount and a boundary for the internal combustion engine. The metal shell also supports a ground electrode, which is spaced from the center electrode so as to form a spark discharge gap. The insulator sleeve includes a molded tip that resides within the concave end of the metal shell. The molded tip is configured to protect the electrode from engine heat and combustion products. Spark plugs are typically attached to the cylinder head of the engine and are selectively activated to ignite the air-fuel mixture in the associated engine cylinder.

[0002]時間とともに、燃焼生成物または燃焼デポジット（堆積物）が、中心電極、特に成形された先端部の周囲に付着する。このような燃焼生成物の付着は、火花放電ギャップをわたる火花の形成を妨げる。燃焼生成物の有意な付着は、点火プラグを汚し、点火の失敗という結果をもたらす可能性がある。即ち、燃焼生成物は、中心電極と接地電極との間で火花を形成することを完全に阻害する可能性がある。燃焼デポジットの付着は、コールドスタートの間に、特に問題となる。コールドスタートの間には、混合気の完全な燃焼が達成されることがまれであり、その結果、導電性の燃焼デポジットの生成が増大する。連続的なコールドスタートの結果、導電性の燃焼デポジットが付着し、中心電極と点火プラグの電気的接地部分との間で電気的短絡を起こしてしまう。   [0002] Over time, combustion products or combustion deposits are deposited around the center electrode, particularly the shaped tip. Such combustion product deposits prevent the formation of sparks across the spark discharge gap. Significant deposits of combustion products can foul the spark plug and result in ignition failure. That is, the combustion products can completely inhibit the formation of a spark between the center electrode and the ground electrode. Combustion deposits are particularly problematic during cold start. During a cold start, complete combustion of the air-fuel mixture is rarely achieved, resulting in increased production of conductive combustion deposits. As a result of a continuous cold start, a conductive combustion deposit is deposited, causing an electrical short between the center electrode and the electrical grounding portion of the spark plug.

[0003]燃焼デポジットが付着する問題に取り組んできた従来の試みは、絶縁体スリーブ上のシリコーンオイルのコーティングと粒子状酸化バナジウムの被着とを含むものである。しかし、これらのコーティングでは、高い温度における不十分な性能、不十分な耐久性、または燃焼デポジットの付着低減が不十分であるなどの欠点があり、上述の問題に適切に対処できていない。   [0003] Previous attempts to address the problem of combustion deposits have included the coating of silicone oil on the insulator sleeve and the deposition of particulate vanadium oxide. However, these coatings have drawbacks such as inadequate performance at high temperatures, inadequate durability, or inadequate reduction in combustion deposit adhesion and cannot adequately address the above-mentioned problems.

[0004]そのため、絶縁体スリーブ内での導電性燃焼デポジットの付着による影響を受けにくい点火プラグが求められている。   [0004] Therefore, there is a need for a spark plug that is less susceptible to the effects of conductive combustion deposits in the insulator sleeve.

[0005]本明細書が開示するのは、中心軸方向穴と外側表面とを有する絶縁体スリーブと、その絶縁体スリーブの中心軸方向穴を挿通して延びる中心電極と、を含む点火プラグである。絶縁体スリーブは金属シェルの内部に配置されかつ固着されており、金属シェルは内燃機関への取付台部および境界部としての役割を果たす。金属スリーブはまた接地電極を支持し、その接地電極は、火花放電ギャップを形成するように、中心電極に対して空間をあけて配置されている。絶縁体スリーブは、金属シェルの凹状端部内に存在する、成形された先端部を含む。絶縁体スリーブの成形された先端部の外側表面の一部の上にコーティングが施される。コーティングは、金属酸化物、金属酸化物の組合せ、貴金属、後周期遷移金属、またはこれら金属のうちの２以上の組合せを含む。   [0005] Disclosed herein is a spark plug including an insulator sleeve having a central axial hole and an outer surface, and a central electrode extending through the central axial hole of the insulator sleeve. is there. The insulator sleeve is disposed and fixed inside the metal shell, and the metal shell serves as a mount and a boundary for the internal combustion engine. The metal sleeve also supports a ground electrode, which is spaced apart from the center electrode so as to form a spark discharge gap. The insulator sleeve includes a molded tip that resides within the concave end of the metal shell. A coating is applied over a portion of the outer surface of the molded tip of the insulator sleeve. The coating includes a metal oxide, a combination of metal oxides, a noble metal, a late transition metal, or a combination of two or more of these metals.

[0006]さらに本明細書は、コーティングされた絶縁体スリーブの製造方法と、コーティ
ングされた絶縁体スリーブを含む点火プラグも開示する。 [0006] Further, the present specification also discloses a method of manufacturing a coated insulator sleeve and a spark plug including the coated insulator sleeve.

[0007]点火プラグの一部断面側面図である。[0007] FIG. 2 is a partial cross-sectional side view of a spark plug. [0008]小型エンジン点火プラグ試験の結果を示すグラフである。[0008] Figure 3 is a graph showing the results of a small engine spark plug test.

[0009]本明細書で説明する金属酸化物を含むコーティングは、実質的に連続的なコーティングである。ここで定義する実質的に連続的なコーティングとは、裸眼で目視できる破断または間隙がなく、絶縁体スリーブの外側表面の成形された先端部の一部を覆っているコーティングのことである。コーティングの肉厚は、厚さ１〜２０マイクロメートル、より具体的には、厚さ５〜１５マイクロメートルであり得る。   [0009] The coating comprising a metal oxide described herein is a substantially continuous coating. A substantially continuous coating, as defined herein, is a coating that covers a portion of the molded tip of the outer surface of the insulator sleeve without breaks or gaps visible to the naked eye. The wall thickness of the coating can be 1 to 20 micrometers thick, more specifically 5 to 15 micrometers thick.

[0010]適切な金属酸化物は、一酸化バリウム、酸化銅（ＩＩ）、酸化マンガン、五酸化バナジウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、三酸化モリブデン、酸化ビスマス、酸化タングステン、三酸化クロム、酸化鉄（ＩＩＩ）、酸化コバルト、酸化ニッケル（ＩＩ）、二酸化チタン（アナタース形）、酸化スズ、およびこれら金属酸化物のうちの２以上の組合せを含む。金属酸化物の例示的な組合せは、酸化セリウムと酸化バナジウム、酸化バナジウムと酸化ジルコニウム、酸化銅（ＩＩ）と酸化バナジウムの組合せを含む。   [0010] Suitable metal oxides include barium monoxide, copper (II) oxide, manganese oxide, vanadium pentoxide, zinc oxide, zirconium oxide, cerium oxide, molybdenum trioxide, bismuth oxide, tungsten oxide, chromium trioxide, Includes iron (III) oxide, cobalt oxide, nickel (II) oxide, titanium dioxide (anatase form), tin oxide, and combinations of two or more of these metal oxides. Exemplary combinations of metal oxides include a combination of cerium oxide and vanadium oxide, vanadium oxide and zirconium oxide, copper (II) oxide and vanadium oxide.

[0011]驚くべきことに、上述したような金属酸化物のコーティングは、本明細書で説明する厚さにおいては、点火プラグの作動と干渉するほどの導電性がないことがわかってきた。理論に拘束されず、金属酸化物のコーティングは、コールドスタートの間またはその後の作動の間のいずれかにおいて燃焼を促進させる触媒としての機能を果たし、その結果、燃焼デポジットの付着を低減させ、または除去する可能性があると推測される。あるいは、金属酸化物が酸素を吸収し、次に絶縁体スリーブと燃焼生成物との境界部における燃焼の間にその酸素を供給することで、より完全な燃焼を促進させている可能性がある。   [0011] Surprisingly, it has been found that metal oxide coatings such as those described above are not conductive enough to interfere with the operation of the spark plug at the thicknesses described herein. Without being bound by theory, the metal oxide coating serves as a catalyst that promotes combustion either during cold start or during subsequent operation, thereby reducing combustion deposit adhesion, or Presumed to be removed. Alternatively, the metal oxide may absorb oxygen and then promote that more complete combustion by supplying the oxygen during combustion at the insulator sleeve and combustion product interface. .

[0012]適切な貴金属または後周期遷移金属は、白金、パラジウム、金、銀、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、およびそれらの組合せを含む。理論に拘束されず、貴金属または後周期遷移金属のコーティングは、コールドスタートの間またはその後の作動の間のいずれかにおいて燃焼を促進させる触媒としての機能を果たし、その結果、燃焼デポジットの付着を低減させ、または除去する可能性があると推測される。   [0012] Suitable noble or late transition metals include platinum, palladium, gold, silver, ruthenium, rhodium, iridium, and combinations thereof. Without being bound by theory, the noble or late transition metal coating serves as a catalyst that promotes combustion either during cold start or during subsequent operation, thus reducing combustion deposit adhesion. It is assumed that there is a possibility of causing or removing.

[0013]コーティングは、金属酸化物、金属酸化物前駆体、貴金属またはそれらの組合せのスラリーまたは溶液を形成することによって、絶縁体スリーブの上に形成される。スラリーまたは溶液を絶縁体スリーブに対して塗布する方法としては、ペインティング、ディップコーティング、スプレーコーティング、および類似する方法などのような、いずれの適切な方法を用いても良い。いくつかの実施形態においては、スラリーは水性スラリーである。スラリーを形成するために使用される粒子は、１０〜１００ナノメートルの平均粒径を持ち得る。いくつかの実施形態においては、金属酸化物の粒子は、１２５マイクロメートル以下の最大粒径を持つ。スラリーまたは溶液は、スラリーの全重量に対して２５重量％までの粒子を含有できる。この範囲内で、スラリーまたは溶液内の粒子の量は、０．５〜１０重量％、または、より具体的には、２．５〜５重量％であり得る。   [0013] The coating is formed on the insulator sleeve by forming a slurry or solution of a metal oxide, metal oxide precursor, noble metal, or combinations thereof. Any suitable method may be used to apply the slurry or solution to the insulator sleeve, such as painting, dip coating, spray coating, and similar methods. In some embodiments, the slurry is an aqueous slurry. The particles used to form the slurry can have an average particle size of 10 to 100 nanometers. In some embodiments, the metal oxide particles have a maximum particle size of 125 micrometers or less. The slurry or solution can contain up to 25% by weight particles based on the total weight of the slurry. Within this range, the amount of particles in the slurry or solution may be from 0.5 to 10% by weight, or more specifically from 2.5 to 5% by weight.

[0014]塗布されたスラリーまたは溶液は、室温にて風乾され、コーティングされた絶縁体スリーブが形成される。次に、コーティングされた絶縁体スリーブは、７０〜１５０℃のような昇温下で３０分間から６０時間の処理を受ける。次に、コーティングされた絶縁体スリーブは、７５０〜９５０℃の温度で３０分間から数時間、焼成される。この範囲内
において、焼成時間は３０分間から１．５時間となり得る。その後、焼成済みのコーティングされた絶縁体スリーブは冷却され、点火プラグが組立てられる。 [0014] The applied slurry or solution is air dried at room temperature to form a coated insulator sleeve. The coated insulator sleeve is then subjected to a 30 to 60 hour treatment at an elevated temperature such as 70-150 ° C. The coated insulator sleeve is then fired at a temperature of 750-950 ° C. for 30 minutes to several hours. Within this range, the firing time can be from 30 minutes to 1.5 hours. The fired coated insulator sleeve is then cooled and the spark plug is assembled.

[0015]図１に例示的な点火プラグを示す。点火プラグ１は、金属シェル２と、接地電極３と、中心電極５と、絶縁体スリーブ６と、絶縁体スリーブの成形された先端部６１と、絶縁体スリーブ上に配置されたコーティング７と、を含む。コーティングの縦方向の広がり（中心電極から金属シェルまで）は変化し得る。重要な点は、コーティングが少なくとも一箇所において絶縁体スリーブの周囲を取囲む連続的なコーティングを形成しなければならないことである。   [0015] An exemplary spark plug is shown in FIG. The spark plug 1 includes a metal shell 2, a ground electrode 3, a center electrode 5, an insulator sleeve 6, a molded tip portion 61 of the insulator sleeve, a coating 7 disposed on the insulator sleeve, including. The longitudinal extent of the coating (from the center electrode to the metal shell) can vary. The important point is that the coating must form a continuous coating that surrounds the periphery of the insulator sleeve in at least one place.

[0016]本発明は、後述する非限定的な実例を用いてより詳細に説明される。
[0017]複数の金属酸化物が、以下の手順を用いて、導電性と、絶縁体スリーブへの固着性と、燃焼デポジットの蓄積／除去への影響と、に関して検査された。金属酸化物の水性スラリーが、アルミナスライドの上にコーティングされて、風乾され、７７５℃の温度で６０分間焼成された。その後、コーティングされたスライドは、アルミナへの固着性と抵抗値について評価された。抵抗値はＦｌｕｋｅ１５０７絶縁抵抗計を使用して測定された。より高い抵抗値はより低い導電性を意味する。 [0016] The present invention will be described in greater detail using the following non-limiting examples.
[0017] A plurality of metal oxides were examined for conductivity, adhesion to the insulator sleeve, and impact on combustion deposit accumulation / removal using the following procedure. An aqueous metal oxide slurry was coated on an alumina slide, air dried, and baked at a temperature of 775 ° C. for 60 minutes. The coated slide was then evaluated for adhesion to alumina and resistance. The resistance value was measured using a Fluke 1507 insulation resistance meter. A higher resistance value means lower conductivity.

Figure 0006271633
Figure 0006271633

[0018]酸化銅（ＩＩ）と酸化バナジウムは、絶縁体スリーブの上に以下の手順を用いて塗布された。
［酸化第二銅（ＣｕＯ）］
[0019]酸化銅［酸化第二銅，酸化銅（ＩＩ），一酸化銅］は、Ｎａｎｏｐｈａｓｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手された。この材料は、平均粒径３３ｎｍを持つ非常に微細に分割された乾燥粉末として供給された。表面積は約２９ｍ２／ｇであった。 [0018] Copper (II) oxide and vanadium oxide were applied onto the insulator sleeve using the following procedure.
[Cupric oxide (CuO)]
[0019] Copper oxide [cupric oxide, copper (II) oxide, copper monoxide] was obtained from Nanophase Technologies Corporation. This material was supplied as a very finely divided dry powder with an average particle size of 33 nm. The surface area was about 29 m 2 / g.

[0020]スラリーの全体重量に対して５重量％の酸化第二銅粉末を含む水性スラリーが調製され、材料の十分なぬれと分散とが得られるように、室温にて少なくとも１６時間、室温下撹拌された。   [0020] An aqueous slurry containing 5% by weight of cupric oxide powder based on the total weight of the slurry is prepared and at room temperature for at least 16 hours at room temperature to obtain sufficient wetting and dispersion of the material. Stirred.

[0021]燃焼室に露出することになる点火プラグの裸の絶縁体の先端は、水性酸化第二銅スラリーの中で以下のようにしてディップコーティングされた。
１．酸化第二銅の処理を必要とする絶縁体の部分を、酸化第二銅スラリーの中に浸漬させた。 [0021] The bare insulator tip of the spark plug that would be exposed to the combustion chamber was dip coated in aqueous cupric oxide slurry as follows.
1. The portion of the insulator requiring cupric oxide treatment was immersed in the cupric oxide slurry.

２．先端が酸化第二銅懸濁液で完全にぬれた後で、先端は、中程度の速度（約１秒）でその懸濁液から上方へと引き出された。
３．ぬれた先端は、次に、室温で気流下［毎分約３０．４８ｍ（１００フィート）（ＦＰＭ）の面速度］において４〜１６時間乾燥された。 2. After the tip was completely wet with the cupric oxide suspension, the tip was withdrawn upward from the suspension at a moderate rate (about 1 second).
3. The wet tip was then dried for 4-16 hours at room temperature under airflow [surface speed of about 100.48 m / min (FPM)].

４．風乾された先端は、次に、熱対流炉内で１２０℃で４〜１６時間加熱された。
５．コーティングされた先端は、次に、マッフル炉内で７７５〜９５０℃の温度まで１時間焼成された。 4). The air-dried tip was then heated in a convection oven at 120 ° C. for 4-16 hours.
5). The coated tip was then baked for 1 hour in a muffle furnace to a temperature of 775-950 ° C.

６．コーティングされた絶縁体は、次に、完全な点火プラグを構成するために使用された。
［五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）］
[0022]五酸化バナジウム［酸化バナジウム（Ｖ），バナジン酸無水物，五酸化二バナジウム］は、Ａｌｆａ Ａｅｓａｒ社から粉末として入手された。供給された粉末は、乳鉢と乳棒を用いた手ひき法によって、さらに粒径が低減された。推定される粒径は１２０メッシュ（１２５マイクロメーター）未満であった。 6). The coated insulator was then used to construct a complete spark plug.
[Vanadium pentoxide (V 2 O 5 )]
[0022] Vanadium pentoxide [Vanadium (V) oxide, vanadic anhydride, divanadium pentoxide] was obtained as a powder from Alfa Aesar. The supplied powder was further reduced in particle size by a hand-drawing method using a mortar and pestle. The estimated particle size was less than 120 mesh (125 micrometers).

[0023]五酸化バナジウムの粉末を５重量％含有する水性スラリーが準備され、材料の十分なぬれと分散とが得られるように、室温にて少なくとも１６時間、室温下撹拌された。
[0024]燃焼室に露出することになる点火プラグの裸の絶縁体の先端は、水性酸化第二銅スラリーの中で以下のようにしてディップコーティングされた。 [0023] An aqueous slurry containing 5 wt% vanadium pentoxide powder was prepared and stirred at room temperature for at least 16 hours at room temperature to obtain sufficient wetting and dispersion of the material.
[0024] The tip of the bare insulator of the spark plug that would be exposed to the combustion chamber was dip coated in an aqueous cupric oxide slurry as follows.

１．五酸化バナジウムの処理を必要とする絶縁体の部分を、五酸化バナジウムスラリーの中に浸漬させた。
２．先端が五酸化バナジウム懸濁液で完全にぬれた後で、先端は、中程度の速度（約１秒）でその懸濁液から上方へと引き出された。 1. The portion of the insulator requiring vanadium pentoxide treatment was immersed in the vanadium pentoxide slurry.
2. After the tip was completely wetted with the vanadium pentoxide suspension, the tip was pulled upward from the suspension at a moderate rate (about 1 second).

３．ぬれた先端は、次に、室温で気流下［毎分約３０．４８ｍ（１００フィート）（ＦＰＭ）の面速度］において４〜１６時間乾燥された。
４．風乾された先端は、次に、熱対流炉内で１２０℃で４〜１６時間加熱された。 3. The wet tip was then dried for 4-16 hours at room temperature under airflow [surface speed of about 100.48 m / min (FPM)].
4). The air-dried tip was then heated in a convection oven at 120 ° C. for 4-16 hours.

５．コーティングされた先端は、次に、マッフル炉内で７７５〜９５０℃の温度まで１時間焼成された。
６．コーティングされた絶縁体は、次に、完全な点火プラグを構成するために使用された。 5). The coated tip was then baked for 1 hour in a muffle furnace to a temperature of 775-950 ° C.
6). The coated insulator was then used to construct a complete spark plug.

[0025]酸化バナジウムおよび酸化銅（ＩＩ）によってコーティングされた点火プラグは、小型エンジン（Ｔｅｃｕｍｓｅｈ社の木材チッパーからの５馬力エンジン）において性能が試験された。試験は、屋外環境条件（摂氏温度−４〜３２℃（華氏温度２５〜９０＋°Ｆ）、湿度は非制御）を用いた野外試験領域において実行された。エンジンは十分に多燃料の状態で運転された。エンジンは１〜５分間運転し、ラン（運転期間）同士の間の冷却期間は略１５分間であった。毎回のランサイクルの後で、シャント抵抗が測定された。その結果を図２に示す。   [0025] Spark plugs coated with vanadium oxide and copper (II) oxide were tested for performance in small engines (5-horsepower engine from Tecumseh wood chipper). The test was performed in a field test area using outdoor environmental conditions (Celsius -4 to 32 ° C (Fahrenheit 25 to 90 + ° F), humidity not controlled). The engine was operated with sufficient fuel. The engine was operated for 1 to 5 minutes, and the cooling period between runs (operation period) was approximately 15 minutes. Shunt resistance was measured after each run cycle. The result is shown in FIG.

[0026]本発明は好適な実施形態を参照しながら説明してきたが、本発明の範囲を逸脱することなく、様々な変更が加えられても良く、また本発明の構成要素に代わって同等物が代用されても良いことは、当業者に理解できるであろう。加えて、本発明の本質的な範囲を逸脱することなく、特定の状態または材料を本発明の教示に適応させるために、多様な修正を加えても良い。従って、本発明は、発明を実施するための形態として開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明は、添付する特許請求の範囲の範囲内に
入る全ての実施形態を含むことが意図される。 [0026] While this invention has been described with reference to a preferred embodiment, various modifications can be made without departing from the scope of the invention and equivalents may be substituted for components of the invention. Those skilled in the art will appreciate that may be substituted. In addition, various modifications may be made to adapt a particular state or material to the teachings of the invention without departing from the essential scope thereof. Therefore, the present invention is not limited to the specific embodiments disclosed as the modes for carrying out the invention, and the present invention includes all embodiments falling within the scope of the appended claims. Is intended.

[0027]本明細書に開示された全ての範囲は終点を包括的に含むものであり、それら終点は相互に組合せ可能である。
[0028]引用された全ての特許、特許出願および他の参考文献は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。 [0027] All ranges disclosed herein are inclusive of endpoints and the endpoints can be combined with each other.
[0028] All patents, patent applications and other references cited are hereby incorporated by reference in their entirety.

[0029]本発明を説明する文脈（特に以下の特許請求の範囲）の中で「１つ」（「ａ」および「ａｎ」）や「前記」（「ｔｈｅ」）という用語、および類似の指示語を使用することは、本明細書内で明示されるかまたは文脈から明確に否定されない限り、単数および複数の両方を含むと解釈されるべきである。さらに、本明細書内における「第１の」、「第２の」および同様の用語は、いかなる順序、量または重要性を示すものではなく、むしろ、１つの構成要素を他から区別するために使用されていることに留意すべきである。
［形態１］
中心軸方向穴および成形された先端部の外側表面を有する絶縁体スリーブであって、前記成形された先端部の前記外側表面の上にコーティングが施され、前記コーティングは金属酸化物、貴金属、後周期遷移金属、またはこれら金属のうちの２以上の組合せを含む、絶縁体スリーブと、
前記絶縁体スリーブの前記中心軸方向穴を挿通して延びる中心電極と、
金属スリーブであって、前記絶縁体スリーブが前記金属シェルの内部に配置されかつ固着されている金属スリーブと、
前記金属シェルによって支持され、かつ火花放電ギャップを形成するように前記中心電極に対して空間をあけて配置されている接地電極と
を備える点火プラグ。
［形態２］
形態１に記載の点火プラグであって、前記コーティングが１〜２０マイクロメートルの厚さを有する、点火プラグ。
［形態３］
形態１または２に記載の点火プラグであって、前記コーティングが、酸化バリウム、酸化銅（ＩＩ）、酸化マンガン、五酸化バナジウム、酸化亜鉛、酸化ジルコニウムおよび酸化セリウムからなる群から選択された金属酸化物を含む、点火プラグ。
［形態４］
形態１または２に記載の点火プラグであって、前記コーティングが、酸化セリウムと酸化バナジウム、酸化バナジウムと酸化ジルコニウム、および酸化銅（ＩＩ）と酸化バナジウムからなる群から選択された金属酸化物の組合せを含む、点火プラグ。
［形態５］
形態１または２に記載の点火プラグであって、前記コーティングが、白金、パラジウム、金、銀、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、およびそれらの組合せからなる群から選択された金属を含む、点火プラグ。
［形態６］
形態１または２に記載の点火プラグであって、前記コーティングが酸化バナジウムを含む、点火プラグ。
［形態７］
形態１または２に記載の点火プラグであって、前記コーティングが酸化銅（ＩＩ）を含む、点火プラグ。
［形態８］
形態１または２に記載の点火プラグであって、前記コーティングが酸化バナジウムからなる、点火プラグ。
［形態９］
コーティングされた絶縁体スリーブを形成する方法であって、
絶縁体スリーブに金属酸化物スラリーを塗布して、スラリーで覆われたスリーブを形成するステップと、
前記スラリーで覆われたスリーブを風乾して、風乾されたスリーブを形成するステップと、
前記風乾されたスリーブを７０〜１５０℃の温度で加熱して、加熱されたスリーブを形成するステップと、
前記加熱されたスリーブを７５０〜９５０℃の温度で焼成して、前記コーティングされた絶縁体スリーブを形成するステップと
を含む方法。
［形態１０］
形態９に記載の方法であって、前記金属酸化物スラリーが１０〜１００ナノメートルの平均粒径を持つ粒子を含む、方法。
［形態１１］
形態９に記載の方法であって、前記金属酸化物スラリーが１２５マイクロメートル以下の最大粒径を持つ粒子を含む、方法。
［形態１２］
形態９から１１までのいずれか１項に記載の方法であって、前記スラリーが水性スラリーである、方法。
［形態１３］
形態９から１２までのいずれか１項に記載の方法であって、前記スラリーは、前記スラリーの全重量に対して２５重量％までの前記金属酸化物を含有する、方法。
[0029] In the context of describing the present invention (especially in the claims below), the terms "one"("a" and "an"), "the"("the"), and similar instructions Use of the word should be construed to include both the singular and the plural unless explicitly stated herein or otherwise clearly denied from context. Further, the terms “first”, “second” and like terms in this specification do not indicate any order, quantity or significance, but rather to distinguish one component from another. It should be noted that it is used.
[Form 1]
An insulator sleeve having a central axial hole and a molded tip outer surface, wherein a coating is applied on the outer surface of the molded tip, the coating being a metal oxide, a noble metal, a back An insulator sleeve comprising a periodic transition metal, or a combination of two or more of these metals;
A central electrode extending through the central axial hole of the insulator sleeve;
A metal sleeve, wherein the insulator sleeve is disposed and secured within the metal shell;
A spark plug comprising a ground electrode supported by the metal shell and disposed with a space with respect to the center electrode so as to form a spark discharge gap.
[Form 2]
The spark plug according to aspect 1, wherein the coating has a thickness of 1 to 20 micrometers.
[Form 3]
The spark plug according to claim 1 or 2, wherein the coating is selected from the group consisting of barium oxide, copper (II) oxide, manganese oxide, vanadium pentoxide, zinc oxide, zirconium oxide, and cerium oxide. Spark plug including objects.
[Form 4]
The spark plug according to embodiment 1 or 2, wherein the coating is a combination of a metal oxide selected from the group consisting of cerium oxide and vanadium oxide, vanadium oxide and zirconium oxide, and copper (II) oxide and vanadium oxide. Including spark plug.
[Form 5]
The spark plug of embodiment 1 or 2, wherein the coating comprises a metal selected from the group consisting of platinum, palladium, gold, silver, ruthenium, rhodium, iridium, and combinations thereof.
[Form 6]
The spark plug according to aspect 1 or 2, wherein the coating contains vanadium oxide.
[Form 7]
The spark plug according to aspect 1 or 2, wherein the coating contains copper (II) oxide.
[Form 8]
The spark plug according to claim 1 or 2, wherein the coating is made of vanadium oxide.
[Form 9]
A method of forming a coated insulator sleeve, comprising:
Applying a metal oxide slurry to the insulator sleeve to form a slurry-covered sleeve;
Air-drying the sleeve covered with the slurry to form an air-dried sleeve;
Heating the air-dried sleeve at a temperature of 70-150 ° C. to form a heated sleeve;
Firing the heated sleeve at a temperature of 750-950 ° C. to form the coated insulator sleeve.
[Mode 10]
The method according to aspect 9, wherein the metal oxide slurry comprises particles having an average particle size of 10 to 100 nanometers.
[Form 11]
The method according to aspect 9, wherein the metal oxide slurry comprises particles having a maximum particle size of 125 micrometers or less.
[Form 12]
12. The method according to any one of Forms 9 to 11, wherein the slurry is an aqueous slurry.
[Form 13]
13. The method according to any one of Forms 9 to 12, wherein the slurry contains up to 25% by weight of the metal oxide, based on the total weight of the slurry.

Claims (9)

中心軸方向穴および成形された先端部の外側表面を有する絶縁体スリーブであって、前記成形された先端部の前記外側表面の上にコーティングが施され、前記コーティングは、金属酸化物を含み、前記金属酸化物は酸化バナジウムからなり、１〜２０マイクロメートルの厚さを有し、前記絶縁体スリーブの前記成形された先端部の根本と先端との間に延在し、かつ前記絶縁体スリーブの周囲を取囲む連続的なコーティングである絶縁体スリーブと、
前記絶縁体スリーブの前記中心軸方向穴を挿通して延びる中心電極と、
金属スリーブであって、前記絶縁体スリーブが前記金属シェルの内部に配置されかつ固着されている金属スリーブと、
前記金属シェルによって支持され、かつ火花放電ギャップを形成するように前記中心電極に対して空間をあけて配置されている接地電極と
を備える点火プラグ。 An insulator sleeve having a central axial bore and a molded tip outer surface, wherein a coating is applied on the outer surface of the molded tip, the coating comprising a metal oxide; The metal oxide is made of vanadium oxide, has a thickness of 1 to 20 micrometers, extends between the root of the molded tip of the insulator sleeve, and the insulator sleeve. An insulator sleeve, which is a continuous coating that surrounds
A central electrode extending through the central axial hole of the insulator sleeve;
A metal sleeve, wherein the insulator sleeve is disposed and secured within the metal shell;
A spark plug comprising a ground electrode supported by the metal shell and disposed with a space with respect to the center electrode so as to form a spark discharge gap. 請求項１に記載の点火プラグであって、前記コーティングが、５〜１５マイクロメートルの厚さを有する、点火プラグ。   The spark plug according to claim 1, wherein the coating has a thickness of 5 to 15 micrometers. 請求項１または２に記載の点火プラグであって、前記コーティングが、白金、パラジウム、金、銀、ルテニウム、ロジウム、イリジウム、およびそれらの組合せからなる群から選択された金属をさらに含む、点火プラグ。 The spark plug according to claim 1 or 2, wherein the coating further comprises a metal selected from the group consisting of platinum, palladium, gold, silver, ruthenium, rhodium, iridium, and combinations thereof. . 請求項１または２の何れかに記載の点火プラグであって、前記コーティングが酸化バナジウムからなる、点火プラグ。 The spark plug according to claim 1 or 2, wherein the coating is made of vanadium oxide . コーティングされた絶縁体スリーブを形成する方法であって、
絶縁体スリーブに金属酸化物スラリーを塗布して、スラリーで覆われたスリーブを形成するステップであり、前記金属酸化物スラリーが金属酸化物を含み、前記金属酸化物が酸化バナジウムからなる前記ステップと、
前記スラリーで覆われたスリーブを風乾して、風乾されたスリーブを形成するステップと、
前記風乾されたスリーブを７０〜１５０℃の温度で加熱して、加熱されたスリーブを形成するステップと、
前記加熱されたスリーブを７５０〜９５０℃の温度で焼成して、前記コーティングされた絶縁体スリーブを形成するステップであって、前記コーティングが、１〜２０マイクロメートルの厚さを有し、前記絶縁体スリーブの前記成形された先端部の根本と先端との間に延在し、及び、前記絶縁体スリーブの周囲を取囲む連続的なコーティングである、前記ステップと
を含む方法。 A method of forming a coated insulator sleeve, comprising:
Applying a metal oxide slurry to an insulator sleeve to form a sleeve covered with the slurry, wherein the metal oxide slurry comprises a metal oxide and the metal oxide comprises vanadium oxide; ,
Air-drying the sleeve covered with the slurry to form an air-dried sleeve;
Heating the air-dried sleeve at a temperature of 70-150 ° C. to form a heated sleeve;
Firing the heated sleeve at a temperature of 750-950 ° C. to form the coated insulator sleeve, wherein the coating has a thickness of 1-20 micrometers; A method comprising: a continuous coating extending between a root of the molded tip of the body sleeve and the tip and surrounding the periphery of the insulator sleeve. 請求項５に記載の方法であって、前記金属酸化物スラリーが１０〜１００ナノメートルの平均粒径を持つ粒子を含む、方法。   6. The method according to claim 5, wherein the metal oxide slurry comprises particles having an average particle size of 10 to 100 nanometers. 請求項５に記載の方法であって、前記金属酸化物スラリーが１２５マイクロメートル以下の最大粒径を持つ粒子を含む、方法。   6. The method of claim 5, wherein the metal oxide slurry comprises particles having a maximum particle size of 125 micrometers or less. 請求項５から７までのいずれか１項に記載の方法であって、前記スラリーが水性スラリーである、方法。   The method according to any one of claims 5 to 7, wherein the slurry is an aqueous slurry. 請求項５から８までのいずれか１項に記載の方法であって、前記スラリーは、前記スラリーの全重量に対して２５重量％までの前記金属酸化物を含有する、方法。   9. A method as claimed in any one of claims 5 to 8, wherein the slurry contains up to 25% by weight of the metal oxide, based on the total weight of the slurry.
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